重庆北碚地区下三叠统嘉陵江组沉积相研究

刘 毅，黄 华

(成都理工大学能源学院，四川 成都 610059)

重庆北碚地区下三叠统嘉陵江组沉积相研究

刘 毅，黄 华

(成都理工大学能源学院，四川 成都 610059)

根据野外地质剖面以及测井等相标志对重庆北碚下三叠统嘉陵江组沉积相进行研究，并探讨了研究区各个时期沉积相演化过程及其平面组合模式。结果表明，重庆北碚瓦店子地区主要发育了局限台地、开阔台地和蒸发台地3种沉积相类型；研究区嘉陵江组沉积水体共形成3次大的海侵-海退旋回，分别形成于嘉一段-嘉二段、嘉三段-嘉四段和嘉五段时期；构造活动、沉积古地理特征和古气候变化作用下形成的海侵-海退旋回控制着研究区下三叠统嘉陵江组沉积相演化和平面组合模式。

重庆北碚；沉积相；嘉陵江组

1 区域地质概况

四川盆地是扬子准地台的一个次级构造单元，处于扬子准地台上偏西北一侧，印支期已具备盆地的雏形，后经喜山运动全面褶皱形成现今的构造面貌。北碚地处四川盆地平行岭谷地区，位于重庆市区西北郊，东接渝北区，南接沙坪坝区，西界壁山县，北邻合川区。该研究区属西南坳陷，即华蓥山隔挡式复背斜掃状弧形构造区重庆弧的一部分。牛鼻峡、温汤峡、观音峡3个背斜与转龙、歇马、静观3个向斜，自东南向西南相间平行排列，嘉陵江从西北到东南横穿而过。

2 沉积相类型划分及其相标志

根据大量岩心实物观察，结合井下录井资料、测井资料及地震资料，对四川盆地嘉陵江组地区进行系统研究，认为重庆北碚瓦店子下三叠统嘉陵江组沉积相主要包括局限台地亚相、开阔台地相和蒸发台地相。

2.1局限台地相

在障壁岛、浅滩或生物礁等遮拦作用下，该区海水的循环受限制，盐度明显变高，不利于海生生物的存活，主要岩性为灰质白云岩、白云岩和泥质白云岩。由于局限台地相地势平坦且水体能量较低，使得台地中潮坪很发育。在盐度较高的地表水作用下，碳酸盐泥容易发生准同生白云石化作用，因而潮坪白云岩广泛发育。局限台地相可分为潮坪和泻湖2种亚相并分布于嘉二段、嘉四段和嘉五段[1]。

1)潮坪亚相 根据沉积物组成不同，将研究区潮坪亚相分为碳酸盐岩潮坪亚相和碳酸盐岩-碎屑岩混积潮坪亚相：①碳酸盐潮坪亚相。发育于局限海台地向陆侧海岸带的碳酸盐潮坪亚相，该相带岩石类型主要包括紫红色、褐灰色、灰色泥岩、泥云岩、含泥质条带的泥晶～粉晶云岩、砂屑云岩及藻云岩等，主要发育叠层石构造、鸟眼构造、羽状交错层理、生物潜穴、韵律层理等沉积构造。②混积潮坪亚相。发育于混积局限台地向陆侧的混积潮坪，其与上述碳酸盐潮坪亚相的主要区别是以发育碳酸盐岩与陆源碎屑岩的混合沉积为典型特征。该区混积潮坪亚相主要发育于中寒武统高台组，往往发育由潮下、潮间、潮上沉积组成的向上变浅、变细的沉积序列，受潮坪坡度和潮差影响，单个沉积序列的厚度变化较大，一般为20～30m。

2)泻湖亚相 根据沉积物组成不同，将研究区泻湖亚相分为局限泻湖亚相和半局限泻湖亚相：①局限泻湖亚相一般在低潮浪基面以下，处于局限海台地内的低洼地带，该相带岩石类型主要为深灰色泥晶-粉晶云岩，含泥质条带泥晶云岩、泥云岩，夹风暴成因的砾屑云岩，主要发育水平层理、生物扰动构造及生物潜穴、风暴成因的底冲刷面、粒序层理等沉积构造。②半局限泻湖亚相的沉积条件介于开阔海台地和局限海台地之间，位于半局限海台地内，发育有深灰色钙质泥岩、灰岩、云质灰岩和灰质云岩。

2.2开阔台地相

开阔台地相位于台地边缘内的水体循环好、盐度基本正常的浅海，因而浅水区常常发育生物礁，其主要岩性为灰色泥晶灰岩、鲕粒灰岩、泥质灰岩。纵向上该相带常见于下奥陶统红花园组、湄潭组和中奥陶统十字铺组。开阔台地相可划分为台内滩、滩间海、开阔潮下3个亚相[2]。

1)台内滩亚相 台内滩亚相在潮汐和波浪的作用下，水体能量较高，多发育于台地上的海底高地，以发育多种颗粒岩为典型特征，主要由浅灰色的砂屑云岩、砂砾屑云岩、鲕粒云岩组成，发育交错层理、冲刷面、粒序层理等沉积构造。根据组成台内滩的颗粒成分，可进一步划分出砂屑滩、鲕粒滩、砂砾屑滩、砾屑滩等微相。

2)滩间海亚相 滩间海亚相处于台内滩亚相之间，面积较大，水体能量低。沉积物发育有泥质灰岩、生屑泥晶灰岩等，以灰色灰色薄中层泥晶灰岩为主，水平层理，见有孔虫、腹足和双壳类化石。纵向上滩间海亚相主要见于湄潭组下部。

3)开阔潮下亚相 开阔潮下亚相处于正常浪基面以上，水体较浅循环较好，盐度正常，能量相对较低，有软体动物及孔虫等各种海洋生物。开阔潮下亚相在研究区内表现为大段灰岩集中发育，主要沉积物是深灰色微晶灰岩及泥灰岩。在风暴和风暴流影响下，水体能量增高，形成了亮晶生屑灰岩或者生物灰岩条带,显示出正粒序层理。该亚相主要发育于嘉一段和嘉三段时期。

2.3蒸发台地相

根据气候条件中干热程度的不同,蒸发台地分为潮上坪、萨布哈和蒸发泻湖3个亚相[3]。其中，蒸发泻湖亚相主要发育膏质蒸发泻湖微相,以灰色中厚层状硬石膏岩为主,可夹灰色泥晶白云岩,此外以块状层理为主,也发育水平层理及塑性变形层理。

3 沉积相纵向演化特征

至嘉陵江时期，研究区地理环境基本延续了飞仙关时期的古地理格局和特征。在这种明显的古地理特征的影响下，嘉陵江时期研究区的沉积水体受限制，因此海平面的变化对沉积物造成很大影响。其次，古气候的旋回性变化也同时影响着沉积物的纵向演化。海侵期气候炎热潮湿，海退期气候温暖干旱，古气候的旋回性与海水进退旋回是一致的。此外，华鉴山的断裂活动不仅使得泸州隆起的雏形形成，在印支期的同沉积期活动中，也导致该断裂带附近成为相变枢纽带。从该区嘉陵江组岩性的纵向演化可以看出，嘉陵江组沉积水体具有3个演化旋回，与海侵海退旋回基本一致。在地壳震荡和古气候旋回变化的作用下，共形成3次海侵-海退旋回，分别形成于嘉一段-嘉二段、嘉三段-嘉四段和嘉五段时期。每一旋回中有多个次一级旋回，次一级旋回又包含多个小韵律，因而该区嘉陵江组的碳酸盐岩、陆源碎屑和蒸发岩具有呈现出多旋回多韵律的沉积特征[4]。构造活动、古地理特征和古气候旋回性变化共同作用下形成的海侵-海退旋回控制着研究区下三叠统嘉陵江组沉积演化和平面组合模式。

3.1嘉一段-嘉二段时期

1)嘉一段时期 该时期出现第1次影响较大的海侵，这也是第1次沉积旋回的早期。海侵海水从东和南侵入分别流向西和北方向。受到温暖潮湿的古气候和陆源碎屑物质注入的双重影响，东西两向沉积物有明显差异。西部以碳酸盐不等厚互层和陆源碎屑沉积特征为主，东部沉积时水体深但环境开阔，使得水体能量较低滩体不发育，导致岩性以泥质灰岩为主，其间夹杂风暴成因薄层颗粒岩。因此，研究区的沉积相平面组合模式为混积潮坪-开阔潮下沉积相模式。

2)嘉二1亚段时期 该时期处于第1次沉积旋回的中期，此时，海水出现早期海退现象，沉积水体逐渐变浅使得水体能量开始增高，在水下隆起的屏蔽作用下，泸州水下隆起发育台内滩体。与此同时，受到华鉴山大断裂活动的影响，原本断裂带的能量分布格局被打破，断层西北侧形成了新的次一级凹陷和隆起。纵向上该时期仍发育多个向上变浅序列的次一级海侵-海退小旋回。在古气候方面，该时期为温暖潮湿气候向炎热干旱气候的转变阶段，降雨较为频繁，滩体颗粒岩受到淡水溶蚀作用影响，进而形成了该阶段的区域性储层。因此，嘉二1亚段时期的沉积相发育模式为碳酸盐潮坪-半局限泻湖-颗粒滩。

3)嘉二2亚段-嘉二3亚段时期 该时期处于第1次沉积旋回的晚期，形成了3个次一级旋回，阶段式的海侵是该次级旋回的特点，海侵方向自南向北。研究区的西部沉积水体能量低，滩体不发育，加上气候炎热干旱，西部形成以陆源碎屑和碳酸盐岩为特征的混积潮坪。东部则发育硫酸盐岩和碳酸盐岩组成的局限泻湖亚相，水下隆起上发育局限台坪。因此，研究区嘉二2亚段-嘉二3亚段时期的沉积相发育模式为混积潮坪-半局限泻湖-局限台坪-局限泻湖。

3.2嘉三段-嘉四段时期

1)嘉三段时期 该时期处于第2次沉积旋回的早期海侵阶段，也形成了3个次一级海侵-海退旋回。由于影响范围最大，海水从南、东方向侵入向西退出，因而研究区发育开阔潮下和台内洼地沉积亚相。在温暖潮湿的古气候和华鉴山断裂的沉积活动共同作用下，研究区内隆起凹陷差异明显。因此，嘉三段时期的沉积相组合模式为开阔潮下-台内洼地。

2)嘉四段时期 该时期处于第2次沉积旋回的海退阶段，这一时期古气候逐渐炎热干旱，沉积水体在蒸发作用下逐渐变浅，能量升高，加之被发育的半局限-局限泻湖所包围，研究区发育广泛的台坪亚相，碳酸盐岩潮坪随海退退到研究区西部。一般认为，嘉四1亚段时期的沉积相平面组合模式为碳酸盐潮坪-半局限泻湖-局限泻湖-局限台坪，而在嘉四2亚段-嘉四4亚段时期，蒸发作用更加强烈，云膏质广泛沉积，因而嘉四2亚段-嘉四4亚段时期的沉积相发育模式为蒸发潮坪-局限泻湖-局限台坪。

3.3嘉五段时期

嘉五段时期的沉积旋回为第3次沉积旋回，由于地势平坦，小规模的海侵-海退也能对研究区构成较大影响。因此，嘉五段时期的沉积相平面组合模式为碳酸盐岩潮坪-半局限泻湖。

4 结 论

1)重庆北碚地区三叠统嘉陵江组主要发育局限台地、蒸发台地和开阔台地相3种沉积相。

2)研究区嘉陵江组沉积水体具有3个演化旋回，与海侵海退旋回基本一致。在地壳震荡和古气候旋回变化的作用下，共形成3次海侵-海退旋回，分别形成于嘉一段-嘉二段、嘉三段-嘉四段和嘉五段，其中嘉三段-嘉四段的海侵-海退旋回规模最大，影响最为广泛。

3)构造活动、沉积古地理特征和古气候变化作用下形成的海侵-海退旋回控制着研究区下三叠统嘉陵江组沉积相演化和平面组合模式。

[1]朱其，李国蓉，乔占峰，等.四川盆地泸州古隆起嘉陵江组储层特征研究[J].四川地质学报，2008,28(1):30-34.

[2]胡华,董兆雄,李其荣,等.长垣坝构造带下三叠统嘉陵江组沉积相研究[J].江汉石油学院学报,2004,26 (4): 22-25.

[3]王一刚，张静，刘兴志，等.四川盆地东北部下三叠统飞仙关组碳酸盐蒸发台地沉积相[J].古地理学报，2005,7(3):361-371.

[4]冯仁蔚,王兴志,张帆,等.四川盆地东北部下三叠统飞-飞三段孤立碳酸盐岩台地沉积相及相关研究[J].中国地质,2008,35(1):54-65.

[编辑] 李启栋

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.12.011

P618.130

A

1673-1409(2012)12-N034-03